Computer Simulation of the Results of Chromium, Molybdenum and Titanium Ion Implantation in the Surface of Stainless Steel

Abstract

Комп'ютерне моделювання іонної імплантації хрому, молібдену та титану в поверхню нержавіючої сталіСтворено дослідні зразки за допомогою імплантації у двох режимах іонів Cr, Mo, Ti у нержавіючу сталь марки 12Х18Н10Т. Досліджено мікроструктуру методом оптичної мікроскопії. Визначено середню шорсткість поверхні, хвилястість і коефіцієнт шорсткості та показано їх залежність від дози легування. Проведено моделювання проникнення іонів в матеріал за допомогою програм SRIM та RIO. Наведено концентраційні профілі розподілу іонів. За допомогою моделей розраховано проективні пробіги, коефіцієнти розпилення та товщину розпиленого шару. Показано, що коефіцієнти розпилення залежать від пробігу іонів, а товщина розпиленого шару -від дози легування. Показано різницю в профілях розподілу іонів між програмами SRIM та RIO. За допомогою RIO проведено моделювання імплантації іонів титану з кінетичною енергією 1 кеВ та встановлено створення нанорозмірної поверхневої плівки. Показано, що програмне забезпечення RIO, на відміну від SRIM, дає можливість враховувати процеси, які відбуваються одночасно з імплантацією і впливають на остаточний результат поверхневих характеристик (шорсткості, хвилястості).К л ю ч о в і с л о в а: комп'ютерне моделювання, іонна імплантація, іони, модифікування.Постановка проблеми. Комп'ютерне моделювання є одним з найпотужніших засобів аналізу складних систем в різних галузях застосування, зокрема при дослідженні властивостей поверхонь модифікованих матеріалів та структур з комбінованими характеристиками. Один із способів модифікування поверхонь, який дозволяє підвищувати їх зносостійкість,